基于CVaR的高比例光伏区域综合能源系统优化调度

在“双碳”目标的驱动下，以光伏为代表的分布式能源正大规模接入配电系统与配气系统，二者间的耦合也更加紧密，为低碳可持续能源系统的构建带来了新的机遇，然而，由于分布式能源的随机性，其也不可避免的造成了两个系统间潜在的运行风险。基于此，本文提出了一种高比例光伏渗透率下区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先，在高光伏渗透率的前提下，建立了考虑储能设备的电-气区域综合能源系统日前调度模型，利用二阶锥松弛将模型线性化。其次，基于CVaR风险评估模型的理论基础，建立并简化了损失函数。接着，在实时调度过程中考虑CVaR风险评估模型，建立了考虑CVaR风险评估的区域综合能源系统实时调度模型，以平衡不同风险态度下新能源不确定性导致的风险成本。最后，将前述两个模型合并，建立了区域综合能源系统日前-实时多时间尺度调度模型，分析区域电力系统与区域天然气系统之间的相互作用与能量流动。在算例分析中设计了不同的负荷强度方案对模型进行验证，分析了不同方案下系统购电量与不同设备运行参数的变化。结果表明，所提模型可以有效缓解因新能源随机波动带来的运行风险，同时考虑耦合设备的运行调控能够促进区域综合能源系统的耦合运行并取得良好经济效益。     

基于区块链的综合能源系统低碳优化调度研究

综合能源系统对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值。针对综合能源系统调度过程中存在的发用电预测误差大、系统优化数据采集处理复杂和经济运行成本较高等问题，将区块链技术引入到综合能源系统优化调度中，并计及电、热、冷三种负荷综合需求响应和碳排放交易，调用智能合约，以系统经济性和环保性最优为目标，提出了适用于综合能源系统的低碳优化调度模型。利用区块链技术特性，构建了面向综合能源系统优化调度的总体架构，使得区块链网络成为整个综合能源系统信息交互与数据存储中心，同时保留了调度中心的部分导向作用，确保了电网的安全、稳定运行。仿真结果表明：区块链技术可以进一步挖掘综合能源系统数据价值，更好地实现信息交流透明性；同时，构建的综合能源系统的低碳优化调度模型能够有效提高系统供能的灵活性、运行的经济性以及环保性。     

考虑综合需求响应的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

综合能源系统优化调度对提高能源利用效率与低碳运行起到关键作用。然而，由于综合能源系统存在多种能源耦合及源荷侧不确定性，传统调度方法难以准确适应系统源荷动态变化。针对该问题，采用基于深度强化学习的方法，主要通过数据驱动的方式解决了综合能源能源系统调度中的不确定性问题，同时可以准确适应系统源荷动态变化，实现快速求解。充分挖崛负荷侧灵活性，首先建立考虑综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度模型。将含有多重不确定性的综合能源系统经济调度问题描述为马尔科夫决策过程(markov decision process, MDP),采用异步优势演员-评判家(asynchronous advantage actor-critic, A3C)方法进行求解。最后，实例仿真结果表明，相比于DQN和DDPG方法，综合能源系统的日平均运行成本分别降低了8.7%和5.2%。     

基于大数据与粒子群的清洁能源协同优化调度方法

为解决清洁能源系统运行节点因存在延迟调度,而影响清洁能源协同优化调度效果的问题。为避免该问题,本文提出基于大数据技术与粒子群算法的清洁能源协同优化调度方法。根据清洁能源协同运行特点,利用大数据技术分析作业参数,并设计运行节点延迟调度策略,然后构建清洁能源系统输出功率调度模型。将最大运营利益和最小弃能成本作为优化目标,构建清洁能源协同优化调度模型,再采用粒子群算法进行求解,得到最优调度方案。实验结果表明：本文方法可以获取较优的清洁能源协同调度结果。     

基于势博弈的综合能源系统用户能量管理优化方法

随着综合能源系统的发展,能源耦合程度不断加深,尤其在售能侧将形成多能耦合的价格机制.针对具有多能耦合价格机制的综合能源系统,提出一种基于非合作博弈的能量管理优化策略.首先,根据综合能源系统能源耦合价格机制建立基于条件风险价值(CVaR)的用户用能成本模型.随后,建立综合能源系统中用户之间的非合作博弈模型,通过构建势函数...     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

基于Fbprophet负荷预测与用户满意度约束的综合能源供能优先调度研究

在综合能源系统中,如何协调好能源供应与用户波动需求之间的关系,是亟待解决的问题。针对居民用户冷、热、电负荷需求不确定性特点,提出了一种基于Fbprophet算法的多元负荷预测与考虑用户满意度约束的综合能源负荷供能优先调度模型。首先采用Fbprophet算法对冷、热、电多元负荷进行预测,并与典型负荷预测方法 ARIMA、LSTM进行对比分析;然后通过构建用户满意度二次效用函数,将用户满意程度融入能源服务商的评价指标;最后设计了综合能源系统优化调度模型和计及用户满意度的供能优先级模型,并基于自适应粒子群算法进行模型优化求解,分析了优化算法的稳定性,实现供能优先调度。通过实际综合能源系统算例仿真,验证了预测算法与调度模型的有效性,为综合能源提供一种兼顾经济效益和用户满意度的决策方案。     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

综合能源系统风险识别与分析

综合能源系统作为能源互联网的重要实现形式,一方面通过多能互补与市场机制提升了能源的利用效率,但另一方面也引入了更多的风险因素.为了保障综合能源系统的安全性,建立针对综合能源系统风险评价体系的重要性日益凸显.在此背景下,通过对综合能源系统中的风险因素进行识别、探究,将综合能源系统的风险分为规划、调度以及运行风险3类,建立综合能源系统风险评价体系;并对每一类型的风险提出相应的预防措施或相应对策,提高综合能源系统对各类风险的抵抗能力.结合实际算例,评估各类风险带来的危害程度,并验证解决措施的有效性,在风险评估的基础上对风险进一步管控,有利于提高综合能源系统风险管控水平.     

基于IPSO算法的建筑级综合能源系统优化调度

为节约建筑级综合能源系统的运营成本,提高电网供电的可靠性,本文提出了一种基于随机权重粒子群算法的建筑级综合能源系统优化调度策略,构建了建筑级综合能源系统优化调度模型,以运行能源成本最小化为目标函数,采用随机权重粒子群算法对模型进行求解,并引入实际算例进行仿真,对基于规则的控制策略和优化调度控制策略进行比较。仿真结果表明,与基于规则的控制策略相比,本文提出的优化调度策略可以显著降低运行能源成本,对电网的削峰填谷起到一定的促进作用。该研究为建筑级综合能源系统优化调度问题提供了理论依据。     

含冰蓄冷空调的CCHP微电网优化调度

冷热电联供(CCHP)型微电网作为综合能源系统的基本物理构成,可实现可再生能源的消纳和多能互补,是实现能源可持续发展和改善生态环境的重要手段。考虑经济性和环保性,以综合运行成本最小为目标,搭建了含冰蓄冷空调的CCHP型微电网优化调度模型采用改进粒子群算法进行求解,得到不同调度方式下系统的产能方案。通过算例分析对比了运行策略对于优化结果的影响,并验证了优化模型的有效性。     

基于改进物元可拓模型的一体化营配调综合风险评估

营配调一体化实现了营销、生产、调度等多层次工作的有效集中,但营配调一体化也将使得供电系统面临的综合风险随之增加.为提升系统的综合风险预警能力,提出一种考虑营配调一体化的综合风险评估模型.首先根据营配调一体化系统的特点构建了供电风险评价指标体系,并提出一种以AHP和DEA为辅助模型的指标赋权方法,以降低传统物元可拓模型赋权过程中由于主观因素造成的误差;然后通过构造供电综合风险物元、划定供电风险评级,建立营配调一体化的综合风险评估模型.最后以某地区为例分析了其供电风险情况和影响因素,验证该模型在营配调风险评估方面的科学实用性.     

基于能源区块链网络的微电网经济调度模型

现有微电网经济调度模型存在的可再生能源及负荷预测误差大、信息透明度低、系统安全风险高等问题。将区块链技术引入微电网,研究基于能源区块链网络的微电网经济调度,再计及储能和用户侧响应,提出基于智能合约的多时间尺度微电网经济调度方法。仿真结果表明该模型可以充分提高可再生能源的利用率,提高微电网系统的信息透明性、数据安全性和存储安全性,实现微电网的去中心化经济调度。     

基于粗糙集理论的风光蓄互补系统优化模型

为了解决风光波动性对系统安全调度和稳定运行的影响,以系统运行成本最小和系统污染排放量最小为目标,构建风光蓄集成互补系统. 基于粗糙集理论和模糊C均值聚类算法,分别确定多目标调度中经济目标和环境目标的权重;提出基于粒子群变异策略和计及约束边界的信息共享方法的改进粒子群优化(PSO)算法,求解多目标调度优化问题;以我国西南地区某省风光蓄集成互补系统为例开展算例仿真,验证所提模型的科学性和实用性. 研究结果表明,与单目标调度相比,多目标调度兼顾经济性和环境性,所提混合粗糙集-改进粒子群算法的收敛精度更优,提高了系统的经济效益和环境效益. 引入抽水蓄能机组,对于实现系统多能源协同互补运行具有重要的意义.     

园区综合能源系统日前多目标优化调度

园区综合能源系统是目前中国综合能源示范项目重要的物质载体.园区综合能源系统优化调度往往兼顾多个量纲与数量级不同的目标.基于同里综合能源服务中心的实际工程建设,建立了考虑综合能源总体能效、综合能源成本和可再生能源协同消纳为目标的园区综合能源多目标优化调度模型.同时,利用标幺化后的目标函数固定步长求取Pareto平面的解集...     

含储能装置的分布式能源系统经济调度研究

针对分布式能源系统的经济调度问题,本文构建了含有分布式电源、储能装置、冷负荷及电负荷的分布式能源系统的经济调度数学模型,对含储能装置的分布式能源系统的经济调度问题进行研究,采用改进粒子群算法对模型进行求解,最后通过实际算例进行仿真验证。仿真结果表明,本文提出的含储能装置的分布式能源系统经济调度方法是可行的。该研究为实际工程实践提供了理论基础。     

大规模可再生能源电解水制氢合成氨关键技术与应用研究进展

新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战，一方面，由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。因此，利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢，为合成氨提供绿色原料，可显著提升可再生能源消纳能力，降低能耗与碳排放，服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而，可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程的平稳性要求，大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此，本文首先对可再生能源电解水制氢合成氨的工艺组成及过程进行介绍，包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段，进而提出该系统建设的关键技术体系，包括可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源-网-氢-氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术，在考虑氢储供量与催化剂性能下，综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统开发了合成氨高保真代理模型；研究了可再生能源供给和市场需求波动下，充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电制水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术，基于奇异摄动和代理模型技术研究了集群系统多时间尺度时域仿真方法，建立了电解集群系统多物理耦合状态空间模型；综合考虑了模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节，计及安全运行区间及电热气接口特性约束，以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标，构建了集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网的全系统协同控制技术，研究了水光互补发电、电制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法，以及电制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法；综合采用了静态等值和参数聚合等方法降维和等值电制氢合成氨系统仿真模型，研究了源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标；结合电网调频和调峰特性，研究了电制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统，提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性，降低化工碳排放，具有显著社会效益和战略意义。     

基于多能耦合机理的综合能源系统多元负荷协同预测模型

综合能源系统是提高能源利用效率,降低用能成本的重要技术手段,精准负荷预测是综合能源系统优化调度的关键基础和重要前提.随着各类能源耦合设备的应用和提升和电能替代政策的推广,能源之间的关联关系日益增强.然而,现有的负荷预测方法多为对负荷的单独预测,未能将耦合性和互补性结合起来构建预测模型.基于此,首先结合Copula理论分...     

基于经济性和环保性的区域综合能源系统优化调度研究

发展区域综合能源系统是提高能源利用率、缓解可再生能源消纳问题及改善环境的重要途径。对区域综合能源系统各类设备进行了建模,以经济性最优及一定环保性为目标,建立了区域综合能源系统优化调度模型,然后采用混合整数线性规划模型对实例问题进行求解,并以夏季典型日为例,分析说明了优化调度结果,以验证模型和优化算法的可行性和经济性。     

基于分布鲁棒优化的社区型能源系统低碳经济调度

随着可再生能源渗透率的提高以及能源转型进程的推进,能源系统在保证调度策略鲁棒性的同时,也要考虑系统的绿色性和低碳性. 针对含碳捕集机组的社区型能源系统中各社区在风电功率不确定性下的最优决策问题,提出一种非合作博弈模式下的分布鲁棒优化方法. 首先,以运行成本最低为目标,构建各社区的两阶段调度模型. 其次,将风电功率的分布信息纳入到两阶段模型中,考虑各社区之间的非合作博弈关系,构建分布鲁棒博弈模型. 最后,利用线性决策理论及对偶原理求解模型. 仿真结果表明,所提分布鲁棒博弈方法可以保证博弈策略的鲁棒性,同时也克服了鲁棒优化强保守性的问题.